Digitale Nasenstimulation ermöglicht das Riechen in Stereo

Menschen haben zwei Nasenlöcher, von denen Sie denken würden, dass sie es uns ermöglichen würden, die Richtung von Gerüchen zu bestimmen, genauso wie zwei Ohren es uns ermöglichen, die Richtung von Geräuschen zu bestimmen. Aber so funktioniert es leider nicht – Menschen sind im Allgemeinen keine Stereo-Gerüche. Wir Sie können einen Geruch aufspüren, indem Sie unseren Kopf und Körper beim Schnüffeln bewegen und nach einer zunehmenden Geruchsstärke suchen, aber das unterscheidet sich stark vom Stereo-Geruch, der es uns ermöglichen würde, Gerüche basierend auf unterschiedlichen Intensitäten zu lokalisieren, die in jedes Nasenloch wehten.

Ausgehend von früheren Arbeiten zum Zugang zu alternativen physiologischen Geruchssystemen haben Forscher des Human Computer Integration Labs der Universität von Chicago einen Weg entwickelt, unseren Geruchssinn mit einem kleinen Stück nasengetragener Hardware zu verbessern, das winzige elektrische Impulse verwendet, um uns zu geben die Kraft des gerichteten Geruchs.

Wenn Sie einen Geruch riechen, bekommt Ihr Riechkolben den größten Verdienst dafür, wie dieser Geruch riecht, aber es gibt auch ein komplexes Gesichtsnervensystem namens Trigeminusnerv, das einige Geruchsempfindungen hinzufügt, und Ihr Gehirn verschmilzt sie zu einem bestimmten Geruch. Der Trigeminusnerv und der Riechkolben reagieren auf unterschiedliche Gerüche auf unterschiedliche Weise, und bei bestimmten Gerüchen wie Minze kommt dieser „kalte“ Geruch von Ihrem Trigeminusnerv. Der Trigeminusnerv ist auch für den „heißen“ Geruch von Paprika und den „scharfen“ Geruch von Essig verantwortlich.

Während Untersuchungen gezeigt haben, dass Menschen die Richtung von Gerüchen mit unserem Riechkolben nicht bewusst bestimmen können, können wir die Richtung mit sehr hoher Genauigkeit bestimmen, wenn der Geruch unseren Trigeminusnerv auslöst, was bedeutet, dass Sie den Geruch von Minzschokoladeneis lokalisieren können, aber nicht normales Schokoladeneis.

Eine Möglichkeit, den Trigeminusnerv auszulösen, sind Gerüche, aber Sie können dies auch mit direkter elektrischer Stimulation tun. Dies funktioniert auch am Riechkolben, aber dazu müssen Sie Elektroden in die Nase stecken. Ganz oben in der Nase, so weit oben, so weit oben, da Ihr Riechkolben wieder hinter Ihren Augäpfeln ist (!). In der Zwischenzeit erstreckt sich Ihr Trigeminusnerv rund um Ihr Gesicht und in Ihr Nasenseptum, was bedeutet, dass Sie mit nur einem kleinen Stück elektronischer Ausrüstung ganz einfach eine Schnittstelle zu ihm herstellen können:

Sie würden denken, dass der Weg, einen Stereo-Geruch mit dieser Art von Gerät nachzuahmen, darin besteht, eine Seite Ihrer Nase anders als die andere Seite zu stimulieren, aber bemerkenswerterweise stellt sich heraus, dass Sie Stereo-Geruchsempfindungen (sowie Gerüche) erzeugen können Intensitätsempfindungen), bei denen nur die Variation der elektrischen Wellenform verwendet wird. Das kabellose, batteriebetriebene Gerät verwendet Magnete, um sich an der Innenseite Ihrer Nase zu befestigen. Es kann erkennen, wann Sie einatmen, und verwendet dann Elektroden, um Ihr Septum zu stimulieren. Die aktuelle Implementierung kommuniziert mit externen Sensoren, und dieses System funktioniert so gut, dass völlig ungeschulte Personen das Gerät verwenden können, um virtuelle Gerüche zu lokalisieren, die elektrisch induzierten virtuellen Gerüchen in einem Raum folgen.

Die eigentliche Frage ist natürlich, wie es sich anfühlt, dieses Ding in Ihrem Schnaps zu haben. Anscheinend fühlt es sich nicht nach Elektrizität in der Nase oder so etwas an – es riecht tatsächlich irgendwie nach Geruch. Wir haben Jas Brooks, den Erstautor eines Papiers, das diese Woche auf der CHI vorgestellt wird, gebeten, Folgendes zu erklären:

Diese Empfindung mit Worten zu beschreiben, ist ein heikles Unterfangen. Das Gefühl, das unser Gerät erzeugt, kann sich wie ein “Kitzeln” oder “Stechen” anfühlen, nicht weit von dem von Wasabi oder dem Geruch von weißem Essig entfernt, außer es ist eindeutig gerichtet. Das heißt, die Teilnehmer konnten verstehen, ob diese Empfindung bedeutete, dass sich die “Geruchsquelle” zu Ihrer Linken / Rechten / Vorderseite befindet, auch ohne jegliches Training oder Erklärungen jeglicher Art. Die tatsächliche “Qualität” der Empfindung variierte über den Bereich dessen, was der Trigeminus normalerweise wahrnimmt (z. B. fühlten sich einige Stimulationen prickelnd wie der Wasabi an, während andere sich wie Druck oder sogar Wärme in einem Nasenloch anfühlten), was wiederum darauf hindeutet, dass wir wirklich schlagen der Trigeminus mit unserer elektrischen Stimulation. Darüber hinaus freuen wir uns sehr über die Tatsache, dass wir anscheinend auch die Qualität dieser Trigeminusempfindungen auslösen können, z. B. können wir möglicherweise unterschiedliche Qualitäten für diese “Gerüche” erzeugen, indem wir nur die Wellenformen ändern.

Dieses Gerät könnte sofort als Hilfsmittel für Menschen mit Anosmie oder Verlust der Riechfunktion von Nutzen sein, da in vielen Fällen (einschließlich Anosmie aufgrund von Covid-19) eine Schädigung des Riechkolbens nicht bis zum Trigeminus reicht. In Zukunft schlagen die Forscher vor, dass es möglich sein könnte, zwischen Trigeminusstimulation und Geruchsstimulation abzubilden, was bedeutet, dass ein breiteres Spektrum von Geruchsempfindungen elektrisch induziert werden könnte. Es kann auch möglich sein, dieses Gerät zu verwenden, um Menschen zu Super-Gerüchen zu machen, nicht nur Gerüche zu lokalisieren, sondern auch externe Sensoren zu nutzen, um Dinge zu riechen, die sie alleine niemals riechen könnten. Stellen Sie sich vor, Sie könnten Kohlenmonoxid oder etwas Exotischeres wie Radioaktivität riechen. Oder, wie die Forscher vorschlagen, eine Kartierungsanwendung – riechen Sie Ihren Weg nach Hause.

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